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エントロピーの法則 対 引力（重力など）？
物理学の世界では 熱力学の第二法則 エントロピーの増大則は例外がないという風に考えられ ブラックホールでさえ蒸発してエントロピーは増大すると言う仮説があります しかし考えてみて下さい もしこの宇宙に重力などの引力が無かったとしたら 全ての形ある物質は一瞬で崩壊して エントロピーは、ほぼ無限大になるのではないでしょうか？ この引力がエントロピーを押さえ 秩序 組織を可能にしているのです ブラックホールは本当に蒸発するのか？ エントロピーは複雑系と言う例外を出すのではないのか 宇宙はビッグバンとビッグクランチを繰り返すサイクリック宇宙ではないのか？？？
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>人間はまだブラックホールを観測して１０数年です。 観測では白鳥座X1でのブラックホール発見は1971年です。理論的発見は20世紀初頭です。 >実際にブラックホールがどの様にあるのか。見にブラックホールが本当にあるのか？ もう充分に分かっています。それを専門に理論研究するのはプロの研究者としては成立するのは困難なほどです。観測的にも同様になってきています。もっと先へと進んでしまっているんですね。 >理論的にはあっても 実際には無い物もあります。 その通りです。19世紀の電磁気学の有名な例に、過去に戻る電磁波として先進波が理論的に発見されましたが、その当時から実在しないと見られています。もちろん、片鱗も観測されたことはありません。 相対論の理論的な数学解である超光速素粒子タキオンは、たとえばホーキング博士は実在し得ないと主張しています。 その他、理論的にはあるが実在しないものは膨大にあります。 > 理論は飽くまで現実ではなく人間の考えたものです。 当然です。理論は仮想世界ですから。 >引力が四つの力と呼ばれている物にある事は勿論知っています。 数学的にも、でしょうか？ >しかしどう考えてもその結び付きはその引力で結びついてると思えますが？ どういう数式からそう言えるでしょうか？ >電子も原子核の求心力 つまりは引力で飛び出さないのでは？ 重力ということなら違います。核力を意味しているなら正解です。 >私には貴方の意見は現代物理学の代弁にしか読めませんが。 内容が物理学のご質問ですから、このサイトの規約に従い、そうなります。なぜ哲学カテでご質問なのか、不思議な気がします。
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- alwen25
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もっと、身近な例で自己組織化があります。 結晶の成長の実験もそうですし、生物の誕生、成長などもそうです。 最近見た本では、自由エネルギーの関係で、エントロピーが減少することは いくらもありえるそうです。 それと、エントロピーの増大則の条件に「閉じた系でなければならない」という ものがあります。宇宙の外部（？）からのエネルギー等の出入りがないということは 証明されているのでしょうか。
- suzumenokox
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表題の疑問について一言。確率的不均衡がある中でエントロピー増大のエネルギーが釣り合うところに質点ができ、そこを中心に空間のゆがみができて重力が生じたと考えると、表題のように対立させて考える必要はなくなります。できてしまった重力場の中で位置エネルギーがゼロになる方向に引き合うことは、系としてノンストレスの方向に流れるというエントロピー増大の法則に矛盾しないと思います。
お礼
なるほど なるほど どうもありがとうございます
- nyan_nyanko
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こんばんは。 > エントロピーは、ほぼ無限大になるのではないでしょうか？ この引力がエントロピーを押さえ 秩序 組織を可能にしているのです エントロピーは無限大にはなりえないと考えられます。最大値はとりますが。 つまり、全てのエネルギーが完全な「熱平衡状態」となった場合、これが「最大値」だと思いますよ。 参考：http://okwave.jp/qa/q6300037.html
お礼
確かにそうですね 宇宙は熱平衡に至るんでしょうかねえ？ どうもありがとうございます。
- NemurinekoNya
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ねぇねぇ～、 素朴な疑問なんだけれど、 エントロピーが増加すると、 なんで「エントロピーが無限大になる」の？ つねに増加するからって、無限大になるとは限らないよ～。 たとえば、 f(x) = 1 - exp(-x) for x > 0 x→∞ f(x)→１ だわさ。 増加関数に上限がある場合もあるだわさ。 ブラックホールの理論は、あまり真に受けない方がいいですよ。 白鳥座にあるX１というブラックホールの話が出ていましたけれども、 正しくは、 「何だか巨大な質量を持つ、目には見えないヘンなものがあって、 その周囲から強いX線などが出ている。 これは、理論物理学で予測されたブラックホールの特徴とよく似ているから、 ブラックホールなんじゃないかな～」 くらいの意味なんですから。 いったん、そう名づけたら強いよね～。 当初、理論物理で予想されたものとまったく違うものでも、 それはブラックホールなんだから（わらい）。 また、 一般相対性理論がブラックホール周辺の強い重力下で成立するかどうかも分かっていません。この条件下で一般相対性理論が成立しなければ、現在のブラックホールの理論はおおきく揺らいでしまいま～す。 多くの物理法則は、数式という言葉で書かれているでしょう。 これが曲者なんだよね～。 その適用限界を超えて使っちゃったりする。。。 現在、我々が知っている物理理論をそこに適用してもいいのか、分からないのに。。。 そして、それがあたかも真実であるかのようにヒトに語る。。。 仮定の上に、さらに、多くの仮定を重ねているというのに。。。 ついつい、そのことを忘れてしまう。。。 ということで、 現在のブラックホールの理論や宇宙論は、話半分に聞き流す程度でいいと思います。 本当は、な～んも分かっていないんだから。
お礼
なるなる 実は僕も共感する点が多いです どうもたいへんありがとうございます。
- 雪中庵（@psytex）
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重力下においては、低い所に水が溜まるのが、エントロピーの増大です。 「ランダムな方向に進む」というのは、分かりやすくするために与条件を除いた場合の例です。 本質的に「エントロピー増大」とは、あり易い（確率の高い）状況になるという、極めて当然の事を言っているに過ぎません。 生物などに見られる、エントロピーの減少のように見えるケースも、開放系における環境のエントロピー増大によっており、全体としてはエントロピー増大を加速しているのです。 ちなみに宇宙全体のエントロピー増大の結果には、２つの可能性があり、ウランなどの重い原子は核分裂し、水素のように軽い原子は核融合する事でエネルギーを放出して安定するので、最終的に中間の鉄の固まりになります。 しかし、そうした原子の最も基本的な要素である陽子が分裂する「陽子崩壊」の可能性が指摘されており、事実ならば、一般的にイメージされる「エントロピー無限大」の輻射のカオスに至ります。 いずれにしても、「認識される事でそうした存在的有限性が派生する」という量子論的世界観において、そうした“終局像”は、無＝不確定的無限の潜在としての認識可能性（感受表面=現在=光速）からの過去（=記憶=超光速）と未来（=予測=光速下）への対発生（階層現象的表面性に依存した仮想的非光速性）の、仮想的延長における対消滅に過ぎず、世界はいつも認識するもののために認識できるように見えるだけです。
>数式は考え易いように使ってる訳で真理が数式でできてっる訳じゃないと思います 真理を現実、あるいは事実と言い換えれば、その通りです。現実の事物に数学は内包されていません。内包されているかのように感じることは、物理学などでは厳しく戒められます（「ピグマリオン症候群」と呼んだりする）。 >だから理論的に在るものが現実にはなかったりするのでしょう その通りです。数学的に出てくる解全てが、現実を予言することはありません。実験・観測の必要なゆえんです。理論は、たとえば実際の土地に対する地図のようなものです。無いものを書き込めるし、地図上でうろうろしても、現実の場所にはたどり着けません。せいぜい現実での行き方を予想できるだけです。 >まだまだ宇宙論はこれからですねえ 100点満点があるとして、せいぜい50点くらいという評価をよく聞きます。神戸大の松田教授の採点らしいです。 さらに申せば、たとえば電子といい、陽子といい、中性子といい、クォークといい、実在の事物である必要はありません。四つの力も同様です。遠距離力なら重力と電磁気力が分かれて独立に現実として存在するかどうかは、どうでもいいのです。エントロピーも現実の事物には内包されていません。 そのように分類すれば、数学的に扱いやすく、そうした素粒子モデル通りに現実に素粒子が存在するかどうか、それらが本当に四つの力によって相互作用するかどうかは別として、目に見えるマクロな結果の予想に使いやすいということだけです。 全て、人間の頭の中の都合だけの話です。
お礼
ありがとうございます 僕もそう思います なかなかのご意見だと思います。
- MOG777
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No.1さんの述べられているように 引力などの力の存在は前提条件としてあるわけです。 仮に前提条件が無くなれば、宇宙は無くなるか別のものになるわけですから 宇宙を説明する法則も通用しなくなっても当然といえるでしょう。 ＞この引力がエントロピーを押さえ 秩序 組織を可能にしているのです 局所的、部分的にはそう言えます。 植物などもそうですし。 しかしながら、全体的にはエントロピーの増大則は覆らない。 ＞エントロピーの増大則は例外がない 例外がない？ 結局、ここがおかしいのではないでしょうか？
お礼
例外はあると思います 無ければなぜビッグバンの時点でエントロピーは低かったのか？ ありがとうございます。
- Nakay702
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好奇心だけで宇宙に関心を寄せる者です。以下、多分に「自分の好みに引き寄せて、主観的に」ご回答申しあげます。 ＞エントロピーの法則 対 引力（重力など）？ ＞物理学の世界では 熱力学の第二法則 エントロピーの増大則は例外がないという風に考えられ ＞ブラックホールでさえ蒸発してエントロピーは増大すると言う仮説があります ⇒どこまで「普遍性」を拡大・適応できる状態かによって違ってくるのではないでしょうか。 ガリレイやブルーノ以前は、地球が動いているとか、宇宙が無限に広いというようなことが否定され、唱道者を処刑するほどの普遍性にしか達していませんでした。その状況を現代に移して考えれば、現代科学といえども、この種の問題に対してどの程度の明証性や普遍性をもって答えられるかには自ずと限界がある、ということだろうと思います。 ＞しかし考えてみて下さい ＞もしこの宇宙に重力などの引力が無かったとしたら 全ての形ある物質は一瞬で崩壊して ＞エントロピーは、ほぼ無限大になるのではないでしょうか？ ⇒No.2さんも言うように、重力も物質も元々は４つの力のいずれかであり、さらにその元は、「エネルギー」という概念で表わされるものに集約されるでしょう。そのエネルギーの不可逆的な崩壊がすなわち、エントロピーということでしょうから、エントロピー増大は、「この宇宙では」その究極まで行って、何らかの「特異点」（例えば、インフレーションやビッグバン）にまで到達するまでは、変わらずに進行するのではないでしょうか。 ＞この引力がエントロピーを押さえ 秩序 組織を可能にしているのです ＞ブラックホールは本当に蒸発するのか？ エントロピーは複雑系と言う例外を出すのではないのか ⇒最先端の天文学の報告によれば、現在宇宙は加速度をつけながら膨張しているとされていますね。しかもそれが、「断熱膨張」であることを合わせて考えれば、いずれこの宇宙は冷え切ることになると推測されます。現在「黒体放射」といわれる、宇宙背景の放射温度は約２.７Ｋとされますね。これが０（ゼロ）Ｋすなわち、絶対温度まで下がったとき、すべての原子の運動が停止することになるわけですから、したがってブラックホールであろうが、すべての銀河、すべての恒星の運動や輝きが消えるということになるのでしょうね。 ＞宇宙はビッグバンとビッグクランチを繰り返すサイクリック宇宙ではないのか？？？ ⇒アインシュタインやホーキングはそう見ていましたね。ところが、その後量子論の進歩や天文学的観察の向上によって、「加速度的膨張宇宙論」が主流となりました。とはいえ理詰めに考えれば、この膨張する宇宙もいずれ上述のような「特異点」へ至るであろうことは、想像に難くはありません。ということは、おっしゃるように、この宇宙は超長期的に見れば「ビッグバンとビッグクランチを繰り返すサイクリック宇宙」である、と言えなくはないと私も思います。宇宙のすべての現象が反復・回帰するという観測結果から類推すると、ごく自然な成行きと考えられることですよね。実は私も個人的にはそう考えたい一人です。変な言い方ですが、「そのほうが安心できる」のです。そもそも、何かが「永遠に一方向的変化する」というような状況は、極めて考えにくいことです。なぜならそれは、「無限を想定する」ことになるからではないでしょうか。少なくとも、現代科学は、ことこの問題に関しては、明証的に断言できるほどの「普遍性」を獲得できてはいない、と言えるでしょう。
お礼
ビッグクランチが起こらなくても あっちに集まり こっちに集まりして超巨大なブラックホールとなり その特異点から爆発して またビッグバンを起こす だから宇宙が加速膨張してるのがダークエネルギーかどうかは疑問ですが まだまだ宇宙は分からないすよねえ どうもありがとうございます。
- kanto-i
- ベストアンサー率30% (180/596)
エントロピーの増大と引力を幸せのために使えたら、いいのではないかと思います。 人は限られた世界でしか生きられない。 その限られた中で、上手く使うことを考えた方がより良い方向を見出せる。 などと私は思います。
お礼
素晴らしい発想ですね そうありたいものです どうもありがとうございます。＾＾
>物理学の世界では 熱力学の第二法則 エントロピーの増大則は例外がないという風に考えられ 答えは確定的に『いいえ』です。統計力学により「熱力学は非常に高確率で成り立つが絶対でない」とされています（理論的な証明は確定で済んでいるが、実験で検証するには熱力学の破たん確率が低すぎる）。 >ブラックホールでさえ蒸発してエントロピーは増大すると言う仮説があります 高確率で『蒸発する』となります。もし理論的に間違いであれば、地球はミクロから成長したブラックホールに飲みこまれています。いつも降り注ぐ宇宙線の中にマイクロブラックホールが常に多数でき続けています。蒸発がないとすると、それらは成長し続けるしかないけど、成長したものがありません。 >もしこの宇宙に重力などの引力が無かったとしたら 全ての形ある物質は一瞬で崩壊してエントロピーは、ほぼ無限大になるのではないでしょうか？ おそらくならないです。しかし、量子重力理論（一般相対論を量子力学に適用して書き直した理論）ができるまで、理論的に確定的なことは言えません。 >この引力がエントロピーを押さえ 秩序 組織を可能にしているのです 現在では、重力・電磁気力・強い力・弱い力の4種類です。もともとは一つの力だったのが、分かれて四つになったとする説が有力です。それがどうであれ、エントロピー増大は少しも防いでいません。 >ブラックホールは本当に蒸発するのか？ おそらく蒸発します。そう考えるのが自然です。蒸発しないとすると、いろいろ無理な仮定をおいて、この宇宙を理解する必要がでてきます。 > エントロピーは複雑系と言う例外を出すのではないのか エントロピーと複雑系は矛盾しません。 >宇宙はビッグバンとビッグクランチを繰り返すサイクリック宇宙ではないのか？？？ それって、もう昔に棄却された説です。 それと、恒星由来で表面に事象の地平面、内部に特異点を持つブラックホールは、この宇宙にはありません。恒星が本当にブラックホールになるには、重力崩壊を起こしても、無限大の時間が必要だからです。 事象の地平面ができるまで1回目の無限大の時間、内部の特異点まで2回目の無限大の時間が必要となります。有限の寿命のこの宇宙には、そうしたものは残念ながらありません。 観測されたブラックホールは全てブラックホールになりつつある天体です。ただし、ホーキング輻射はなりかけのブラックホールでも発生するので、なりかけのまま蒸発することになります。 なお、人間が見た目の感覚で均一に見えるものと、不均一に偏在があるものを比べて、不均一のほうがエントロピーが増大しているケースはよくあります。 簡単な実験では、小豆と米を混ぜて瓶に入れ、箸でかき回し続けると、小豆と米が分離したりします。実は分離していく方向でエントロピーは増大しています。
補足
人間はまだブラックホールを観測して１０数年です。実際にブラックホールがどの様にあるのか。見にブラックホールが本当にあるのか？理論的にはあっても 実際には無い物もあります。 理論は飽くまで現実ではなく人間の考えたものです。 引力が四つの力と呼ばれている物にある事は勿論知っています。しかしどう考えてもその結び付きはその引力で結びついてると思えますが？電子も原子核の求心力 つまりは引力で飛び出さないのでは？ 私には貴方の意見は現代物理学の代弁にしか読めませんが。
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お礼
色々教えてくださってありがとうございます 数式は考え易いように使ってる訳で 真理が数式でできてっる訳じゃないと思います だから理論的に在るものが現実にはなかったりするのでしょう まだまだ宇宙論はこれからですねえ どうもありがとうございます。